Agua 4.0: innovación y creación colectiva de conocimiento para enfrentar la escasez hídrica

El concepto de Industria 4.0 es solventado por tecnología, como el Internet de las Cosas, y un cambio de paradigma en la disposición de datos para hacer más eficientes los procesos productivos. En cuanto a la gestión del agua, esta innovación puede ayudar al ahorro hídrico en el contexto de megasequía que afecta a nuestro país.

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Chile enfrenta la década más seca de su historia desde que comenzaron los registros de precipitaciones en 1915, por lo que diversos expertos e investigadores nacionales han acuñado, para este periodo, el término “megasequía”. Junto a ello, según el World Resources Institute, nuestro país se encuentra en la 18° posición (de 168) en el ranking mundial de riesgo hídrico, lo que significa que la demanda de agua es superior a las reservas naturales, alcanzando una diferencia cercana al 20%.

Desde el punto de vista meteorológico la situación solo empeoraría. La investigación “Escasez de agua e impacto de los sectores minero y agrícola en Chile” muestra que en los próximos años se espera una disminución de las precipitaciones y un aumento en la demanda por recursos hídricos, por efecto de crecimiento de la población, por lo que las condiciones de escasez en diferentes zonas del país se mantendrán o se harán más intensas.

En Chile la gestión del agua se realiza desde un paradigma basado en la disponibilidad del agua (oferta), sin tener en cuenta las demandas y requerimientos reales de los usuarios. Este paradigma tiene su sustento institucional en el Código de Aguas de 1981 que rige hasta hoy. Dadas las condiciones de escasez expertos indican que se hace necesario un cambio de paradigma que considere la gestión del agua desde la demanda.

Diego Rivera

Diego Rivera, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Desarrollo, en entrevista con Codexverde, propone cinco pilares para gestionar el agua desde la demanda. En primer lugar, reducir la cantidad o calidad del agua necesaria para realizar una tarea específica. En segundo lugar, ajustar la naturaleza de la tarea para que se pueda realizar con menos agua o agua de menor calidad. Según indica el ingeniero, “ambas acciones son de demanda, porque ya se desentienden de cuánto va a llover en el verano y en vez de esperar por aquello usan agua de menor calidad y las cosas funcionan igual”.

En tercer lugar, gestionar desde la demanda implica reducir las pérdidas en el movimiento desde la fuente, a través del uso, hasta la eliminación. En cuarto lugar, cambiar el tiempo de uso a los períodos de menor actividad, es decir evitar peak de demanda. Y, finalmente, aumentar la capacidad del sistema para operar durante las sequías, lo que implica mejoras en infraestructura.

“El paradigma de la demanda es una cuestión súper importante de empezar a aplicar, porque ya no miramos tanto lo que va a pasar, y con menos incertezas nos comenzamos a preocupar de que lo que vamos a ocupar, lo hagamos bien”, dice Rivera.

En este contexto, la irrupción de la Industria 4.0 se presenta como una opción para enfrentar la falta de agua desde la demanda. Para entender bien, la Industria 3.0 corresponde al uso de los computadores y la electrónica, para la automatización de los procesos productivos. En tanto, la 4.0 es un término que reúne tecnologías como sistemas cibernéticos, Internet de las Cosas, Internet de los Servicios y establece guías de diseño que incluye conceptos como la interoperabilidad, descentralización y modularidad de una industria del futuro.

En cuanto a la aplicación de la Industria 4.0 en el agua, esta se refiere a principios y tecnologías que permiten un manejo del ciclo hidrológico afectado por actividades humanas, desde la captura de agua en la fuente, hasta el retorno a los cauces o el agua virtual en los productos.

De acuerdo con Rivera, el Agua 4.0 no refiere netamente a un avance tecnológico que tenga “sensores por todos lados, sino que hablamos de buscar la información que ya existe, compartirla y que sea accesible, y que eso me permita tomar una decisión mejor. Por ejemplo, si yo tengo mi sistema de riego fijo para que llueva lunes, miércoles y viernes, pero llueve el martes, lo que me dice el sentido común es que si ya cayó el agua suficiente yo no riegue el miércoles. Entonces si no tengo acceso a información, no tengo ninguna posibilidad de gestionar mejor”.

El ingeniero considera que la agricultura ha avanzado en la implementación de sistemas de Agua 3.0 mediante el uso intensivo de sensores, datos, satélites y automatización. Pero, para dar un salto al Agua 4.0, Rivera asegura que “se requiere pasar de un paradigma individualista a uno colaborativo, en que exista voluntad de generar y compartir datos e información que beneficie al sistema como un todo. Además, requiere de un Estado que participe activamente en la generación y democratización de los datos”.

Según Rivera, Estados Unidos es un ejemplo de acción estatal en la generación y acceso libre a datos climáticos a nivel mundial, a través de la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica (NOOA, por sus siglas en inglés). “El NOOA tiene información disponible para todo el mundo, de las variables que se te ocurran. La lógica que ellos ocupan es simple: hay inversión estadounidense en todas partes del mundo y esa información sirve para que su gente gestione y haga mejores negocios, con lo que por consecuencia pagaran más impuesto al Estado. Este pago de impuestos es mayor a los costos de levantar y compartir información, considerando además que no habría que aplicar salvatajes a productores porque el mal clima, por ejemplo, le estropee sus cosechas”, afirma Rivera.

En Chile, hay sectores productivos que ya están en el nivel 4.0 o cerca de este, mientras que otros están en estadios previos de desarrollo. Según Rivera, la información que actualmente brindan instituciones como la Dirección Metereólogica de Chile sirve para comenzar a modelar sistemas 4.0 en el sector hídrico: “Creo que los ministerios de Ciencia y de Obras Públicas están avanzando bastante bien en integrar sistemas de información en un único punto de entrada. Lo cual supone una serie de desafíos técnicos, pero soy convencido que se va por buena senda y que hay buenas voluntades de parte de la autoridad”, concluye el ingeniero agrícola y civil de la Universidad de Concepción.

Innovaciones de Agua 4.0 en Chile

Hay empresas que ya han apostado por el desarrollo de tecnologías 4.0 que permitan una gestión sostenible del recurso hídrico. Una de ellas es WiseConn, que tomando en consideración las pérdidas de agua en agricultura creó DropControl, una herramienta para tener mejor conocimiento sobre el estado de riego de los cultivos. 

DropControl recopila información medible con sensores, como la humedad del suelo y todas las variables ligadas al funcionamiento del riego como caudales, niveles de estanques, presiones, entre otras. Además, se pueden realizar acciones control como prender o apagar otros equipos como válvulas o bombas, los sensores tienen memoria y la capacidad de formar redes inalámbricas. Uno de los equipos actúa como coordinador y además conecta los datos con la nube de WiseConn vía celular.

Cristóbal Rivas

Los clientes acceden desde cualquier parte con conexión a Internet vía aplicación móvil o página web.

Sobre las plataformas, Cristóbal Rivas, gerente general de WiseConn, explica que “la aplicación le permite ver todo lo que está pasando y controlar los riegos de manera oportuna y sencilla. La página web puede realizar las mismas consultas, pero también hacer un más detallado y complejo análisis histórico, además realizar programas avanzados de riego y fertirriego”.

En torno a los costos y beneficios, Rivas asegura que la inversión suele recuperarse a las dos temporadas y que el ahorro viene de varias formas: “El monitoreo preciso del huerto permite planificar un riego ideal, que evita el sobre riego y le da a las plantas el agua y nutrientes de la manera más oportuna. También el análisis histórico de la información ha ayudado a muchos agricultores a detectar patrones de problemas y adelantarse a cambios en el entorno, en particular al cambio climático”, dice Rivas.

En cuanto a la dificultad y desafíos de implementar Agua 4.0 en la industria nacional, el gerente general de WiseConn sostiene que pasa por el cambio de paradigma en el tratamiento de datos. “Debemos avanzar hacia una agricultura que usa los datos objetivos como su principal insumo para la toma de decisiones. Por suerte el avance en educación digital y lo común que es hoy para la gente realizar más y más tareas desde aplicaciones móviles, hacen que al menos la primera resistencia al cambio, ya no es tan grande”, concluye Rivas.

Mientras DropControl busca mayor eficiencia del agua en los cultivos, hay otras iniciativas que ofrecen soluciones hídricas 4.0 para sectores como la minería, la industria sanitaria e incluso en la inmobiliaria. Sobre este último sector, la empresa Digital Senses creó Digisense Flow X, un medidor digital para controlar los flujos de agua en edificios, el cual se conecta en red para transmitir la información a la nube. El hardware está compuesto por un circuito integrado de desarrollo propietario, más un sensor industrial de flujo.

José Ignacio Larraín

El cliente tiene acceso a la plataforma web, tablet o celular, mediante un usuario y clave. “Un panel despliega la información obtenida: flujo de agua en las últimas 24 horas, acumulado total del mes o periodo de facturación, medida general del agua, temperatura, presión, entre otros”, explica José Ignacio Larraín, fundador y director de Digital Senses.

La inversión se recupera por la eficiencia energética aplicada a la sala de calderas, principalmente, lo cual puede ir desde los dos hasta los cinco años. Larraín expone otros beneficios asociados, como en temas de recursos humanos, ya que “los tiempos de generar los cobros se reducen de días a solo minutos. A su vez al monitorear y optimizar el proceso de la sala de calderas, logramos obtener mayor información de sus equipos y predecir cuando un equipo pueda fallar. El ahorro puede ser hasta en un 20%, tan solo por el hecho de manejar de manera eficiente el agua en cada proceso”.

El principal desafío de implementar este cambio está “en que en que las personas logren adoptar estas nuevas tecnologías como parte integral de sus vidas, y que no lo vean solo como una inversión sin sentido. Ya que lo que no se puede medir, no se puede controlar y menos mejorar”, argumenta Larraín.

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